Jak degradace pneumatik ovlivňuje strategii závodu: Strategie, faktory a techniky
Pneumatiky jsou jediným kontaktem mezi závodním vozem a tratí, a proto jsou nejdůležitější součástí každého závodního vozu. Nezáleží na tom, jak velký výkon má motor nebo kolik přítlaku vytváří aerodynamický paket; pokud se tato zátěž nemůže účinně přenášet přes pneumatiky a vytvářet přilnavost, vůz nebude rychlejší.
Úvod do degradace pneumatik v závodní strategii
Bohužel schopnost pneumatiky vytvářet přilnavost se časem snižuje. Tato degradace výkonu pneumatik znamená, že pneumatiky nevydrží tak dlouho, což má za následek pomalejší časy na kolo a kratší délku stintů. Degradace pneumatik v motorsportu proto může významně ovlivnit strategii závodu, což je důvod, proč týmy a jezdci vynakládají tolik úsilí na pochopení, předvídání a řízení pneumatik.
Pochopení chování pneumatik a přilnavosti
Jak se guma chová na trati
Abychom porozuměli pneumatikám, musíme nejprve pochopit, jak se guma chová. Pryž je viskoelastická, což znamená, že jakmile je deformována, nevrátí se okamžitě do původního tvaru. Během tohoto zpoždění dochází k absorpci energie a její přeměně na teplo. Celkové množství absorbované energie závisí na počtu namáhání pryže a na její teplotě. Například když je pryž studená nebo vybuzená příliš vysokou frekvencí, stává se tvrdou a křehkou. Zatímco když je pryž horká nebo pomalu klouže, stává se pružnou a gumovou.
Úloha viskoelasticity při výrobě gripu
Při otáčení kola po povrchu dráhy umožňuje viskoelastická povaha pryže mírné prokluzování pneumatiky, což vytváří třecí síly, které zajišťují přilnavost. Aby se tato přilnavost maximalizovala, musí být pryž v určitém teplotním rozmezí, aby se chovala pružně. Tím je zajištěn maximální kontakt pryže s asfaltem, což zvyšuje styčnou plochu pneumatiky, a tím i přilnavost. Pokud je guma mimo tento teplotní rozsah, výkonnost pneumatiky se zhoršuje.
Hlavní příčiny degradace pneumatik
Existují tři hlavní příčiny degradace pneumatik: opotřebení, teplota a tlak.
1. Nosit
Jak se guma pneumatiky pohybuje po asfaltu, postupně se opotřebovává, a tím se snižuje její zahřívání. V důsledku toho se snižuje teplota pneumatiky a guma se stává tužší. Tím se snižuje přilnavost, takže pneumatika více klouže, což zvyšuje opotřebení a cyklus se opakuje.
2. Teplota
Pokud pneumatika pracuje v rozmezí své pracovní teploty, je tato úroveň opotřebení, známá jako abraze, poměrně stálá a vede k postupnému snižování výkonnosti pneumatiky, což mohou stratégové snadno zohlednit ve svých výpočtech. Pokud je však pryž přehřátá, dochází k jejímu varu, prasknutí povrchu pneumatiky a odstranění velkých kusů pryže z povrchu. Na druhou stranu, pokud je pryž příliš studená, křehne a povrch se začne lámat, což vede ke vzniku zrnitosti.
Puchýře i zrnitost výrazně zmenšují plochu kontaktní plochy, a tím i přilnavost, což může vést k extrémní, nelineární ztrátě výkonu - noční můra pro stratégy.
3. Tlak
K degradaci může přispívat i vnitřní tlak v pneumatice. S rostoucí teplotou pneumatiky se zvyšuje i provozní tlak. Pokud je příliš vysoký, pneumatika se nafoukne a zmenší se kontaktní plocha. To může podpořit další přehřívání pryže na kontaktní ploše, čímž se zvyšuje riziko vzniku puchýřů.
Vliv degradace pneumatik na závodní strategii
Časová ztráta na kolo způsobená degradací pneumatik je jednou z nejdůležitějších proměnných, které stratégové zvažují při určování strategie. Je efektivnější absolvovat mnoho zastávek v boxech, ale získat tento čas zpět závoděním na měkčích, a tedy rychlejších směsích? Nebo by se mělo vyhýbat zastávkám v boxech v naději, že jezdec dokáže zajistit, aby pneumatiky vydržely?
Optimalizace frekvence zastávek v boxech na základě opotřebení pneumatik
Pak je tu otázka, kdy do jámy. Pokud je degradace vysoká, výhoda závodění na čerstvých gumách činí z podřazení silný manévr. Pokud je však degradace nízká, může předjetí umožnit týmům využít pozice na trati, zatímco soupeři zahřívají novou sadu pneumatik.
Taktiky pro řízení degradace pneumatik
Ať už chce tým dosáhnout maximálního výkonu v kvalifikačním kole, nebo minimalizovat degradaci během stintu, nejefektivnějším způsobem, jak řídit výkon pneumatik, je zajistit, aby obě nápravy degradovaly stejnou rychlostí. To je bohužel téměř nemožné, když je každá pneumatika při průjezdu zatáčkou vystavena jinému zatížení. Proto týmy používají všechny možné taktiky, aby využily a řídily přilnavost.
Zahřívání pneumatik pro optimální výkon
Jednou z nejdůležitějších taktik je účinné zahřívání pneumatik. Před tréninkem se k předehřátí pneumatik používají deky a trouby, zatímco v šampionátech, kde to není povoleno, týmy často nechávají pneumatiky na slunci. Předehřátí pneumatik je nejen posune k optimální teplotě, ale také sníží nárůst provozního tlaku. Pokud by se pneumatiky zahřály ze studených, vnitřní tlak by se dramaticky zvýšil, což by vedlo k nafouknutí pneumatiky a mnohem menší styčné ploše.
Po vyjetí na trať musí řidič pneumatiky zahřívat důsledně a pomalu, aby nedošlo k zablokování nebo klouzání, které by mohlo poškodit povrch gumy. Jezdci proto často absolvují outlap a preplap, aby se obě nápravy před startem kvalifikačního kola zahřály. Během období safety caru a žlutých vlajek jezdci na rovinkách kličkují, aby udrželi teplotu pneumatik a vyhnuli se zablokování v první zatáčce po výjezdu safety caru.
Zahřátí pneumatik může ovlivnit i strategická rozhodnutí během závodu. Někdy se týmy rozhodnou pro podřazení, i když tím obětují pozici na trati, aby umožnily svému jezdci zahřát pneumatiky o kolo dříve než soupeři. Když tak jejich soupeř vyjede z boxů před nimi na studenějších pneumatikách, mají k dispozici přilnavost, aby mohli předjíždět. To se nejčastěji stává při závodech s vlhkými nebo měnícími se podmínkami nebo s tvrdšími pneumatikami, kdy fáze zahřívání může trvat několik kol.
Řidič může také významně ovlivnit řízení pneumatik během stintů. Může například nastavit předpětí brzd tak, aby se více energie vložilo do předních nebo zadních brzd, což následně zahřeje pneumatiky prostřednictvím ohřevu ráfků. Čerstvý chladný vzduch, který se používá k chlazení brzd, se tak ohřeje na stovky stupňů. Toto teplo se pak přenáší na ráfek kola, odkud sálá do pneumatik. Ve Formuli 1 může ohřátí ráfku kola o 10 stupňů Celsia znamenat zvýšení teploty kostry pneumatiky přibližně o 1 stupeň Celsia, což může znamenat rozdíl mezi tím, zda se pneumatika nachází v optimálním teplotním rozmezí nebo mimo něj.
Techniky během závodu: Brzdné předklony a zvedání a obracení brzd
V případech, kdy se pneumatiky přehřívají, mohou řidiči zvedat a najíždět, aby snížili zatížení jednotlivých pneumatik. Pokud se to v určitých zatáčkách kola dělá efektivně, mohou řidiči často pneumatiky ochránit, aniž by ztratili čas na kolo. Množství potřebného řízení pneumatik se definuje před závodem pomocí křivek degradace pneumatik a zobrazení plánovače závodu v softwaru pro závodní strategii, jako je např. RaceWatch.
RaceWatch: Základní nástroj pro analýzu degradace pneumatik
Stratégové pak mohou stanovit několik závodních plánů, každý s jinou strategií zastávek v boxech, a ve spolupráci s jezdcem určit množství zdvihu a obtékání, které je potřeba, aby pneumatiky vydržely. Pokud se tedy v průběhu závodu degradace pneumatik liší od očekávání, jezdci dostanou pokyn, aby "přešli na plán B". Tím se jim nejen sdělí, že přešli na jinou strategii zastávek v boxech, ale také že nyní musí jet s předem definovanou deltou, aby pneumatiky vydržely.
Plánování a úprava strategie pomocí aplikace RaceWatch
Řízení degradace pneumatik je tajemstvím vítězné závodní strategie a software, jako je například RaceWatch může poskytnout inženýrům klíčové informace, které potřebují k rychlému a přesnému rozhodování. V šampionátech se již nesčetněkrát stalo, že péče o pneumatiky pomohla týmům vyhnout se důležité zastávce v boxech a získat nejvyšší příčku na stupních vítězů.
Autorem článku je: Autor: Gemma Hatton
*Tento obsah byl původně zveřejněn v dubnu 2024, ale od té doby byl aktualizován, aby byla zachována přesnost náhledu a uživatelské zkušenosti.